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認識下催化裂解管線腐蝕分析與治理

日期:2019-03-31 22:52:22 點擊:

1雙提升管催化裂化裝置腐蝕漏點概述
 
某煉廠雙提升管催化裂化裝置自2003年5月開工,到2009年6月發現氣壓機二級冷卻器后的管線漏,之后漏點陸續出現遍布氣壓機一段出口至三段出口及一、二級脫液線,裝置被迫停工。6月15日更換管線。2010年4月再次更換二級冷卻器后管線。

氣壓機管線在一段出口至三段出口及一脫液線出現嚴重腐蝕。腐蝕點集中在焊口處、焊接熱影響區,腐蝕漏點形狀為點狀及細小裂紋。
 
30.jpg
管線彎頭部位的腐蝕漏點

2原因分析
 
2005年1月至2009年6月未出現漏點,而更換的新管線僅僅使用8個月就出現多處漏點,說明可能是富氣成分發生變化。我們找出四年氣壓機操作參數對比,發現富氣量減少與腐蝕存在一定關系。推斷回煉汽油減少或富氣量減少導致凝縮油硫化物濃度增加,從而導致設備、管線腐蝕速度加快。

TMP裝置富氣壓縮機級間凝縮油的主要成分和工作條件如表。
 
31.png

3腐蝕機理:

富氣經氣壓機壓縮后通過一級冷卻器冷凝析出凝縮油、水、H2S,在濕的硫化氫環境中,H2S與鋼發生電化學反應:

陽極反應Fe→Fe2﹢+2e
陰極反應2H﹢+2e→2H→H2
 
在正常條件下,鋼的表面形成分子氫,如果腐蝕速度不快的話,鋼會慢慢的腐蝕掉。當管線、罐體存在硫化物垢膜時,硫化物會成為負催化劑,抑制原子氫生成分子氫,結果原子氫滲透進入鋼中,并在晶體結構中聚集,影響鋼的機械特性。這種破壞叫做硫化物應力腐蝕破裂(以下稱SSCC)。

硫化物應力腐蝕破裂受H2S濃度、溫度、溶液PH值及添加劑等環境因素的影響。硫化氫濃度大于20mg/L時會發生硫化氫腐蝕開裂。 濕硫化氫在15~70℃范圍內對碳鋼和低合金鋼應力腐蝕開裂影響最大。腐蝕介質PH值增加,鋼在H2S中SSCC破裂穩定性增加,出現破裂的時間增加。富氣中含有的硫化氫在濕環境下,發生電化學作用生成氫原子滲透到金屬內部,溶解于晶格中,導致氫脆,在應力作用下形成開裂,硫化物應力腐蝕破裂,通常發生在焊道、熱影響區等高硬度區。

4整改措施:

01控制環境因素
 
脫水是防止SSCC的一種有效方法,減少濕H2S腐蝕,降低腐蝕物濃度,氣壓機一、二級中間罐水包內的酸性水每周脫二次。

02提高氣壓機各級冷后溫度
 
氣壓機出口管線溫度升至85-90℃之后,氣壓機二級冷后溫度為保證機組的正常運行,溫度無法大幅度提高,管線腐蝕情況無明顯改善。
 
03嚴格控制新配管線焊接質量
 
控制新配管線焊接質量消除焊接應力,降低焊縫硬度。對腐蝕嚴格的管線進行預制,采取氬弧焊打底,提高焊接質量,焊后采取熱處理工藝。

04洗滌富氣中的硫化物
 
為進一步降低壓縮富氣中的硫化物濃度,減少腐蝕物的生成,在氣壓機一級出口配1條DN20注氨水管線,注水量為300-400升/小時(5%氨水),降低富氣中的H2S等硫化物濃度,并洗滌管線、罐體硫化物垢膜。

05加強后續處理酸性水裝置設備防腐
 
后續酸性水裝置設備防腐措施如下:

裝置氨水儲罐原防腐材料是環氧樹脂,在設備檢修時發現罐內防腐層全部脫落,罐體腐蝕嚴重,對罐噴沙除銹用環氧煤瀝青漆進行防腐。

采用耐酸、堿、鹽鈦納米聚合物涂料替代H88型涂料。前期罐所采用的防腐涂層為環氧性H88型涂料,防腐涂層在使用3年后出現多處鼓泡,變硬,失去防腐作用,罐壁母材在運行中陸續產生明顯的腐蝕漏點,而且二座酸性水罐腐蝕漏點集中區域在第五、六圈板材上和焊道附近,正是汽相集中區域處,漏點現象表現出穿透性延長裂紋。

由于酸性水中硫化氫對碳鋼管線焊口腐蝕嚴重,對安全生產造成威脅,已將原料水泵進出入口線、冷、熱進料線,酸性氣線,原料水進罐集合管更換為304材質,取得較好效果,汽提塔熱載體重沸器管束更換為304材質。

5結論
 
氣壓機管線在采取上述措施前,四個月內出現22處漏點,采取上述措施后8個月出現3處漏點。由此可見上述措施尤其是注氨水能明顯減緩腐蝕速度。

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